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Introduzione alla RoboticaAlberto Borghese


Da dove deriva la parola robotica?

Parola coniata dallo drammaturgo ceco Karel Capek per indicare il lavoro non volontario.

Introdotta nella sua opera teatrale “R.U.R. (Rossum’s Universal Robots)”, Gennaio 1921.

I robot di Capek erano creati mediante procedimenti chimico/biologici, non erano meccanici.

Il termine robotica si riferisce allo studio ed all’uso dei robot.Coniato ed usato per la prima volta dallo scienziato e scrittore

Isaac Asimov.Utilizzato in “Runaround”, una storia pubblicata nel 1942.

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Le leggi della Robotica

Legge zero Un robot non può causare dannoall’umanità, o, a causa della sua inazione,

permettere che l’umanità venga danneggiata.

Prima legge Un robot non può causare danno adun essere umano, o permettere che un

essere umano venga danneggiato.

Seconda Legge Un robot deve obbedire ad unordine impartito da un essere umano.

Terza legge Un robot deve proteggere se stesso.


Definizioni del termine “robot”

“Un manipolatore riprogrammabile e multifunzionale progettato per spostare materiali, componenti, attrezzi o dispositivi specializzati

attraverso vari movimenti programmati per la realizzazione di vari compiti” Robot Institute of America, 1979

“Force through intelligence”“Where AI meet the real world”

“macchina automatica capace di svolgere, con opportuni comandi, alcune funzioni o attività proprie dell’uomo; automa meccanico”

Dizionario Garzanti

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Caratteristiche di un robot

Programmabilità capacità di elaborazione che il progettista può combinare come desidera.

Mobilità possibilità di interagire fisicamente con l’ambiente.

Flessibilità capacità di esibire un comportamento adatto alla situazione.

Autonomia


Robot of Fourth generation

ANDROIDE - O umanoide. Questo prodotto della robotica viene così definito (da Webster): « Un automa con figura umana che imita le azioni e funzioni umane».

Da un lato la ricerca si è concentrata sui sorprendenti umanoidi, simili a dei manichini, come Actroid, con visi di silicone, truccati e vestiti. Dall'altro su umanoidi, bipedi, con forme umane ma simili ai robot dei cartoni animati, con capacità di apprendimento e di varfietà di repertorio motorio.

Sono anche un mezzo per indagare l’interazione sociale degli umani.

Sono robot sociali, non più necessariamente industriali.

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I precursori della robotica

La musicista, Pierre Jaquet-Droz, (1753-1791)

(cf. Waseda – II)

Il giocatore di scacchi,Wolfgang von Kempelen, 1769

http://access.tucson.org/~michael/hm_intro.htmlScomparto per nascondere l’aiutante (nano)

Omaggio alla complessità della natura umana.Omaggio all’abilità dell’inventore.


I primi robot umanoidi: Waseda – I: 1970

Braccia e gambe robotiche.

Sensori visivi e tattili.

Interazione mediante il linguaggio.

Capacità di presa e trasporto.

Capacità di valutazione delle distanze.

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I primi robot umanoidi: Waseda – II: 1984

Robot specializzato nel suonare con l’organo pezzi di media difficoltà.

Primo robot androide personalizzato.


Cog – dal 1995

Movimenti oculari.

Riconoscimento oculare.

Riconoscimento facce.

Controllo distribuito.

Percezione distribuita.

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Kismet, 1998 (sostituita da Leonardo)

Esperimenti di relazione emotiva sociale.


Alcuni androidi – Actroid – 2003 - Kokoro

Actroid – guida nei musei e ai ristoranti.1,58cm per 30 kg.Pelle al silicone.Capacità di esprimere 40 diverse

“emozioni”.Motori pneumatici.

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Asimo – Honda -2000

http://world.honda.com/ASIMO/P3/

Investimento di 10 anni e 100 milioni di dollari.


Asimo sulle scale

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Qrio – Sony - 2003


Interaction modalities: Gestures.

Penguin robot that recognizes and produces

gestures (MERL)

• Gestures provide additional information during a dialogue: “Put-That-There” problem

• We need techniques for:– Gesture recognition and– Gesture production

Leonardo tracking objects(Stan Winston Studios)

Cynthia Brezeal

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Interaction modalities: Facial expressions

• A face characterizes a person and can express emotions during a conversation:– face and facial expressions recognition– facial expressions production

KISMET (MIT) K-Bot (University of Texas)


Interaction modalities: Facial expressions.

• Some other examples:– Facial Expressions by Leonardo; – Facial Feature (and Hands) Recognition by Aryan .

Aryan (Hossein Mobahi)Leonardo (Stan Winston Studios)

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Leonardo, robot emotivo

http://robotic.media.mit.edu/projects/Leonardo/Leo-intro.html


Interaction modalities: Proxemics and kinesics.

• Proxemics and kinesics are non-verbal communication modalities that add information to a dialogue.

• Proxemics:• getting closer• backing off

• Kinesics:• crossing the arms• facing the speaker• bowing• nodding• etc.

KISMET (MIT)

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New frontiers: Haptics.Touch as a mechanism to send and receive information.

• Haptic interaction is related to the sense of touch based on force-feedback or tactile devices.

Stan Winston touching Leonardo (Stan Winston Studios and MIT)

The word “haptic” means “of or relating to or proceeding from the sense of touch”.


Aibo – Sony – ultima versione: 2003

ERS7

• Visione• Movimento• Coordinazione, flotta di robot (Wifi 802.11b).

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Soccer championship for robots

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